能量轉(zhuǎn)化演示實(shí)驗(yàn)伯努利實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)說明書

1、-PAGE . z.能量轉(zhuǎn)換伯努利方程演示實(shí)驗(yàn)裝置說明書*大學(xué)化工根底實(shí)驗(yàn)中心201309、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.演示流體在管內(nèi)流動時(shí)靜壓能、動能、位能相互之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，加深對伯努利方程的理解。2.通過能量之間變化了解流體在管內(nèi)流動時(shí)其流體阻力的表現(xiàn)形式。3.可直接觀測到當(dāng)流體經(jīng)過擴(kuò)大、收縮管段時(shí)，各截面上靜壓頭的變化過程，形象直觀，說服力強(qiáng)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1.測量幾種情況下的壓頭，并作分析比擬。2.測定管中水的平均流速和點(diǎn)C、D 處的點(diǎn)流速，并做比擬。三、實(shí)驗(yàn)原理：在實(shí)驗(yàn)管路中沿管內(nèi)水流方向取n個(gè)過水?dāng)嗝?。運(yùn)用不可壓縮流體的定常流動的總流Bernoulli方程，可以列出進(jìn)口附近斷面1至另一緩變流斷

2、面i的伯努利方程：其中i=2，3，4，n； 取。選好基準(zhǔn)面，從斷面處已設(shè)置的靜壓測管中讀出測管水頭的值；通過測量管路的流量，計(jì)算出各斷面的平均流速和的值，最后即可得到各斷面的總水頭的值。四、實(shí)驗(yàn)裝置根本情況：1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備流程圖如圖一、圖二所示：圖二 實(shí)驗(yàn)測試導(dǎo)管管路圖 圖一 能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)流程示意圖2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)：表一 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)序號名稱規(guī)格尺寸材料1主體設(shè)備離心泵型號：WB50/025不銹鋼2水箱880370550不銹鋼3高位槽445445730有機(jī)玻璃五、實(shí)驗(yàn)方法及步驟：1.將水箱灌入一定量的蒸餾水，關(guān)閉離心泵出口上水閥及實(shí)驗(yàn)測試導(dǎo)管出口流量調(diào)節(jié)閥、排氣閥、排水閥，翻開回水閥

3、和循環(huán)水閥后啟動離心泵。2.逐步開大離心泵出口上水閥，當(dāng)高位槽溢流管有液體溢流后，利用流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)出水流量。穩(wěn)定一段時(shí)間。3.待流體穩(wěn)定后讀取并記錄各點(diǎn)數(shù)據(jù)。4.逐步關(guān)小流量調(diào)節(jié)閥，重復(fù)以上步驟繼續(xù)測定多組數(shù)據(jù)。 5.分析討論流體流過不同位置處的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系并得出結(jié)論。6.關(guān)閉離心泵，完畢實(shí)驗(yàn)。六.實(shí)驗(yàn)考前須知：1.離心泵出口上水閥不要開得過大，以免水流沖擊到高位槽外面，導(dǎo)致高位槽液面不穩(wěn)定。2.調(diào)節(jié)水流量時(shí)，注意觀察高位槽內(nèi)水面是否穩(wěn)定，隨時(shí)補(bǔ)充水量保持穩(wěn)定。3.水流量減小時(shí)閥門調(diào)節(jié)要緩慢，以免水量突然減小使測壓管中的水溢出管外。 4.注意排除實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管內(nèi)的空氣泡。5.離心泵不要空轉(zhuǎn)和在出口

4、閥門全關(guān)的條件下工作。七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：測量點(diǎn)結(jié)果圖見圖三、圖四、圖五、圖六A截面的直徑14mm； B截面直徑28mm；C截面、D截面直徑14mm；以D截面的中心為零基準(zhǔn)面；D截面中心距基準(zhǔn)面為ZD=0mm。 A截面和D截面間距離為100mm；A、B、C截面ZA=ZB=ZC=100即標(biāo)尺為100毫米對這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如下：表二 數(shù)據(jù)記錄表流量500l/h流量400l/h流量300l/h壓強(qiáng)測量值mmH2O)壓頭mmH2O)壓強(qiáng)測量值mmH2O)壓頭mmH2O)壓強(qiáng)測量值mmH2O)壓頭mmH2O)1靜壓頭8866362沖壓頭9326823靜壓頭8716214靜壓頭8686185靜壓頭83858

5、86靜壓頭7535037靜壓頭8275778靜壓頭8375879靜壓頭84259210靜壓頭84359311沖壓頭84759712靜壓頭80355313沖壓頭84459414靜壓頭75761715沖壓頭7976571.沖壓頭分析：數(shù)據(jù)為例沖壓頭為靜壓頭與動壓頭之和。實(shí)驗(yàn)中觀測到，從測壓點(diǎn)2至11截面上的沖壓頭依次下降，這符合下式所示的從截面2流至截面11的柏努利方程。=-=660-559=101mmH2o2.截面間靜壓頭分析:同一水平面處靜壓頭變化截面1與10，由于兩截面處于同一水平位置，截面面積10比1處大，這樣10處的流速比1處小。設(shè)流體從1流到10的壓頭損失為Hf，1-10 ，以1-10

6、面列柏努利方程。 Z1=Z10即兩截面處靜壓頭之差是由動壓頭減小和兩截面間的壓頭損失來決定的，既。當(dāng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)管出口調(diào)節(jié)閥全開時(shí)，1截面處的靜壓頭為610mmH2O柱，10截面處的靜壓頭為554mmH2O柱，P AP B。說明A處動能轉(zhuǎn)化為了靜壓能。3.截面間靜壓頭分析：不同水平面處靜壓頭變化截面12至14，當(dāng)出口流量為600l/h時(shí)，12處和14處的靜壓頭分別為459和407mmH2O柱，流體從12測量點(diǎn)流到14測量點(diǎn)，靜壓頭降低了45mmH2O柱。由于12、14截面積相等即動能一樣。在C、D間列柏努利方程如下可以看出，從12到14靜壓頭的降低值，決定于Z12-Z14和Hf，12-14。當(dāng)Z12

7、-Z14大于Hf，12-14時(shí)，靜壓頭增值為正，反之靜壓頭增值為負(fù)。4.壓頭損失的計(jì)算：以出口流量為600l/h時(shí)從C到D的壓頭損失和Hf，C-D為例。現(xiàn)在對C、D兩截面間列柏努利方程。壓頭損失的算法之一是用沖壓頭來計(jì)算： =557-100-499+100 =58mmH2O柱壓頭損失的算法之二是用靜壓頭來計(jì)算：uC=uD=505-100-450+100=55mmH2O柱兩種計(jì)算方法所得結(jié)果根本一致，說明所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是正確的。5.文丘里測量段分析結(jié)論： 本實(shí)驗(yàn)39測量段為文丘里管路。36橫截面積依次減小，69橫截面積依次增大。測量點(diǎn)6為喉徑，橫截面積最小。通過測量數(shù)據(jù)我們可以看出，由于橫截面積不斷減小，通過測量點(diǎn)